RU1836406C - Способ получени горючего газа из мусора путем пиролиза и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : мусор обрабатывай до содержани  сухого вещества по меньшей мере 75% путем размельчени , сортировки, образовани  хлопьев, гранул или ркатышей с размером 1-50 мм. Обработанный мусор подают в обогреваемый дегазационный барабан и подвергают пиролизу с образованием швельгаза и твердого остатка . Швельгаз ввод т в преобразователь газа и разлагают с образованием горючего газа. Полученный горючий газ очищают в промывочной установке с помощью циркулирующей в контуре промывочной воды. Часть промывочной воды из контура циркул ции промывочной установки газа подвод т в контур очистки промывочной воды механическим или химическим путем; Часть горючего газа после промывки используетс  дл  дегазационного барабана. Другую часть газа предпочтительно через газомер подвод т к газовому двигателю или горелке. Твердый остаток пиролиза обрабатывают в вод ной ванне промывной водой, отводимой из контура очистки промывной воды. 2 с.п. и б з.п.ф-лы, 1 ил. сл С

Description

Изобретение касаетс  способа получени  горючего газа из мусора путем пиролиза .

Задачей данного изобретени  было при сохранении способа подготовки, св занного с незначительным образованием сточных вод, достичь дальнейшего снижени  подлежащих удалению вредных дл  окружающей среды веществ, причем, в случае необходимости , одновременно еще должно быть достигнуто дальнейшее улучшение коэффициента полезного действи  установки.

По изобретению, эта задача решаетс  благодар  тому, что в вод ной ванне твердый остаток, пиролиза обрабатывают промывной водой, отводимой из контура очистки промывной воды.

Неожиданно было установлено, что продукты пиролиза при достаточном времени выдержки абсорбируют жидкость более 140% вес. относительно своего собственно- го веса. Это означает, что из промывочной воды, котора  частично или полностью может состо ть из воды, отобранной из вод ного контура установки дл  промывки газа, значительную часть можно св зать, При этом было установлено, что это абсорбци  жидкости тем больше, чем больше содержание углерода в продуктах пиролиза. Кроме того, врем  выдержки должно быть достаы о

о

ы

точным дл  полного смачивани , что, например , может быть достигнуто с помощью шнековой транспортирующей системы с соответствующим малым числом оборотов.

Дл  повышени  содержани  углерода в продуктах пиролиза должен быть предусмотрен при дальнейшем совершенствовании изобретени  предварительный отбор из мусфра, вводимого в дегазационный барабан , иЙерЧных веществ путем сортировки. Это;мож/$9сУш е1ствИть с помощью соответствующих сортировочных устройств, как, например, гребнечесальна  сортировка.

Обработанный таким образом продукт пиролиза имеет структуру активного угл  с хемосорбирующими свойствами, благодар  чему он может примен тьс  как активированный уголь в любых случа х применени .

Продукт пиролиза в виде активного угл  вводитс  в фильтрующее устройство за сушильной башней установки дл  промывки газа.

Содержание серы в чистом пиролизном газе, которое, в основном, зависит от содержани  серы в примен емом в преобразователе газа коксе, как известно, с большим трудом подлежит удалению из чистого пиро- лизного газа. Если за установкой дл  промывки газа расположить фильтрующую установку, то можно, например, соединени  серы и фтора, которые не были вымыты полностью , абсорбировать с помощью фильтра из активированного угл . Благодар  тому, что дл  этого примен ютс  продукты пиролиза , не возникает никаких дополнительных затрат, и продукт пиролиза, таким образом, даже имеет целесообразное применение. За счет этого дол  содержани  серы в отход щих газах снижаетс  при небольших затратах значительно ниже предписанных ограничений дл  воздуха, при этом в газо- преобразозателе можно примен ть кокс с несколько большим содержанием серы.

Благодар  высокой абсорбционной способности продуктов пиролиза, в случае необходимости может осуществл тьс  также удаление вредных компонентов из других продуктов путем примешивани  их к части воды, отбираемой из вод ного контура. Это означает, что нар ду с собственно почти безвредной подготовкой мусора, способ по изобретению может примен ть также еще и дл  устранени  вредных веществ из других установок.

В качестве другого преимущества способа по изобретению было установлено, что количество сточных вод завода пиролизного газа, который обрабатывает бытовой мусор, снижаетс  почти на 50% и составл ет на тонну удал емого бытового мусора в общем

менее 100 литров сточных вод. Это количество сточных вод, как правило, содержит столько вредных веществ, что отвод их без дополнительной обработки  вл етс  экологически нежелательным.

Можно добитьс  значительного и благопри тного по затратам снижени  вредных веществ в жидкости, отобранной из вод ного контура установки дл  промывки газа путем обработки озоном до концентрации цианида 10 r/м3 и/или фенолов 40 г/м .

Пиролизный остаток, обработанный таким образом, можно использовать в биогазовой установке. Такой пиролизный

5 остаток, который содержит около 60% вес. жидкости, благодар  выравненной концентрации фенолов и цианидов, вследствие высокой доли в нем углерода и аммони  из промывной воды дл  газа,  вл етс  особен0 но богатым питанием носителем дл  анаэробных образователей метанового газа, которые преобразуют абсорбированные биологически превращаемые группы веществ в полезный газ. Управл ема  озоном гомо5 генизаци  вредных веществ при этом снижает опасность передозировани  и тем самым разрушени  культур. Опыты показали , что дл  достижени  этого эффекта гомо- генизации достаточно краткого

0 озонировани , которое, как правило, составл ет меньше четверти полного времени озонировани .

Дл  дальнейшего снижени  вредных веществ в сточных водах можно предусмот5 реть, чтобы не св занный продуктами пиролиза избыток воды, который в общем соответствует менее, чем 50% количества, отобранного из вод ного контура установки дл  промывки газа, направл етс  на оста0 точное озонирование. Благодар  полному озонированию избыточной воды можно достигнуть снижени  CSB до ниже 400 мг/л кислорода, В SB - до около 60 мг/м3 и доли цианидов и фенолов до количества, в общем

5 случае ниже 0,1 г/м . Благодар  значительному св зыванию жидкости, отобранной из вод ного контура, пиролизным остатком, значительно меньша  часть сточных вод подлежит обработке озонированием при

0 минимальных энергетических затратах.

Кроме того, пиролизный остаток может примен тьс  дл  энерРетического питани  в известеобжиговых печах. Дл  этого его предпочтительно спрессовать в гранулы,

5 например, в виде  йцеобразных брикетов. Было установлено, что теплота сгорани  пиролизного остатка может соответствовать примерно теплоте сгорани  бурого угл , что  вл етс  достаточным дл  процесса плавлени .

Пиролизный остаток может примен ть в биогазовых установках, при этом их экономичность при термическом превращении отходов может повыситьс .

Остатков, требующих окончательного захоронени , при способе по изобретению во много раз меньше, чем остатков, получающихс  в установках дл  сжигани  мусора, которые, к тому же  вл ютс   довитыми и должны удал тьс  как специальный мусор.

Установка по изобретению дл  осуществлени  способа описана ниже на основе чертежа.

Мусор с помощью транспортной ленты Глодаетс  в предварительный измельчи- тель дл  грубого измельчени  2. Желоб транспортера 3 и транспортна  лента 4 с магнитным улавливающим устройством 5 транспортируют мусор в сортировочное устройство 6. В сортировочном устройстве 6 осаждаютс  т желые мокрые фракции и выпадают в расположенный под ним резервуар или на транспортную ленту 7. Точно также при этом могут быть отделены также инертные вещества, чтобы повысить долю углерода в пиролизном остатке. Оставша с  фракци  мусора с помощью другого ленточного транспортера 8, через еще одно устройство дл  измельчени  9 и подсоединенный далее гидроциклон 10, в котором еще раз подвергаютс  осаждению т желые частицы через трубопровод 11, направл етс  в термошнековый пресс 14. Через трубопровод 11 мусор вместе с отделенным мусором из резервуара 7 через подвод 12 направл етс  в биогазовую установку 13, перед которой может быть подключен жидкостный классификатор дл  отделени  инертных т желых частиц, который работает , например, по принципу вспенивани .

В термошнековом прессе 14 известным образом путем прессовани  с помощью трени  при 110-150 С получают гранулы, имеющие структуру, способную быстро отдавать газы с размером около 3-50 мм.

Вместо гранул могут быть изготовлены хлопь , т.е. рыхла  форма мусора, или окатыши , т.е. части мусора, спрессованные в брикеты заданной величины, которые, как правило, нуждаютс  в более длительной по времени дегазации. Измельченные части мусора через секционный шлюзовый затвор 15 или с помощью другого загрузочного устройства , как, например, набивочный шнек, попадают в дегазационный барабан 16, в котором при температуре 450-бОО°С получают швельгаз, который через отводной трубопровод 17 и пылеосаждающее устройство 18 направл етс  в высокотемпературный газопреобразователь 19. В

газопреобразователе 19 осуществл етс  обработка или превращение шве ль га за над слоем угл  или кокса.

После прохождени  через теплообменник 20 газ попадает в установку дл  промывки газа, котора  в основном состоит из вод ного скруббера 21, воздуходувки 22 и очистительного циклона 23 и каплеоотдели- тел  24. Через трубопровод 25 очищенный газ подаетс  на газометр 26, в котором при поставке слишком большого количества газа избыточный газ через параллельный трубопровод 27 может быть направлен к устройству дл  сжигани  28.

Газ от газометра 26 подаетс  к газовому двигателю 29, который соединен с генератором 30. причем сгоревший газ через отвод щий трубопровод 31 направл етс  в камин 32. .

Преобразователь газа 19 через трубопровод 33 получает воду, а через загрузочный канал дл  кокса 34 - кокс. Зола и шлаки вынос тс  через разгрузочный трубопровод 35. В случае необходимости в цел х экономии энергии можно также предусмотреть еще обратный трубопровод дл  кокса 36, предназначенный дл  кокса, освобожденного от шлаков.

От газопровода 25 ответвл етс  параллельный трубопровод 37, который ведет к газовой горелке 38, котора  служит дл  подвода тепла к дегазационному барабану 16. В фазе запуска установки дл  нагрева швель-барабана служит масл на  горелка 39 или отдельна  газова  горелка. Впоследствии , при работающем производстве потребность в тепле, необходима  дл  дегазационного барабана 16, полностью покрываетс  горелкой 38.

Промывна  вода, получающа с  при промывке газа, подаетс  в резервуар с промывной водой 40, а затем в фильтрующее устройство 41 (как правило, отстойна  ванна , отстойник). Отделенные твердые вещества из фильтрующего устройства через трубопровод 42 направл ютс  в емкость дл  золы 43. Через разгрузочный трубопровод 44 остаточные вещества отвод тс  из емкости дл  золы и через вставное устройство, например, шлюзовый затвор 15 снова направл етс  в швель-барабан 16.

Очищенна  промывна  вода из фильтрующего устройства 41 через обратный тру- бопровод 45 по прохождении через охладительную башню 46 снова возвращаетс  в скруббер 21 установки дл  промывки газа. Часть очищенной промывной воды направл етс  в установку дл  нейтрализации промывной воды 47, в которую также направл етс  через трубопровод 48 конденсат

пара из термошнекового пресса 14, если ен не направл етс  через трубопровод 65 в предварительную емкость 53 биогазовой установки .

Из установки дл  нейтрализации про- мывной воды 47 промывани  вода через обратный трубопровод 78 подаетс  в скруббер 21 дл  обработки контура, в то врем , как часть количества через трубопровод дл  отбора частичного количества 79 направл ет- с  в установку дл  обработки партий, отобранных из контура 48. В ней известным способом осуществл етс  химическа  очистка промывной воды соответствующими химикали ми, которые ввод тс  через тру- бопровод 49, если окисление химикали ми не замен етс  озонированием, благодар  которому можно значительно снизить повышающую остаток добавку. Через трубопровод контура 50 промывна  вода частично через воздушный фильтр 51 направл етс  дл  удалени  пены, причем выдел емые газы через трубопровод 52 выдуваютс  через камин 32, а отчасти осуществл етс  обратный отвод через трубопровод 80 в скруббер 21.

Вода, очищенна  химически и механически , из установки дл  обработки партий, отобранных из промывного контура, 48 через трубопровод 71 направл етс  в предва рительную емкость 53 биогазовой установки. В предварительную емкость, при необходимости, можно ввести также осветл ющий шлам, сырой компост или т.п., что обозначено стрелкой 54. Через трубопро- вод 65 вторичный конденсат, если он не направл етс  через установку дл  обработки партий контурной воды 48, вводитс  непосредственно в предварительный резервуар 53.

Из предварительного резервуара 53 вещества , примен емые дл  обработки в биогазовой установке 13, подаютс  в секцию гидролиза или гидрогенизатор 56. К секции гидролиза примыкает противоточный теп- лообменник 57, который получает свое теп- ло через трубопровод с гор чей водой 62, который ответвл етс  от градирни установки дл  очистки промывной воды. В днище емкости дл  гниени  (метантенке) 67 нагре- вательный шланг обеспечивает подъем температуры в метановой области метантенка от 33 до 37°С. Таким образом избыточное тепло из пиролизной установки примен етс  дл  биогазовой установки 13.

Биогазова  установка 13 имеет обычное устройство. Как биогазова  установка с раздельными фазами, она может в средней шахте 63 в верхней области иметь нормальную кислотную фазу, в то врем , как в нижней области имеетс  в наличии фаза уксусной кислоты. Получающийс  метановый газ отводитс  с помощью трубопровода дл  метанового газа 59 и через буферирующую установку 60 и компрессор 61 направл етс  в газопровод 25 или газопромывную установку пиролизной установки на очистку. Остаток после брожени  выгружаетс  с помощью отсасывающего трубопровода 66 и направл етс  в устройство дл  предварительного обезвоживани  68, благодар  чему он приводитс  в состо ние с примерно 20% сухого вещества. Содержащиес  в остатке от брожени  твердые вещества можно с помощью сушильного пресса 69 довести примерно до 85% сухого вещества. Остаточна  бродильна  вода собираетс  в лагуне 70 и, в случае необходимости, направл етс  в установку дл  обработки 48 или непосредственно в канализацию.

Вещества, осажденные в установке дл  обработки партий воды из контура 48 через трубопровод 64 могут быть направлены в установку дл  осветлени .

Пиролизные остаточные вещества подаютс  в дегазационный барабан через вод ную ванну 72, причем выгрузка может следовать, например с помощью шнекового транспортера. Вод на  ванна 72 через трубопровод дл  частичного отбора жидкости 73 снабжает требуемой жидкостью дл  смачивани  пиролизного остатка. Трубопровод дл  частичных партий воды 73 при этом ответвл етс  от установки дл  обработки (отобранных ) партий (воды) 48.

Пиролизный остаток, подвергнутый смачиванию таким образом, отводитс  через трубопровод и может, в случае необходимости , после обработки, например, после озонировани  или другой очистки направитьс  в биогазовую установку 13. биогазова  установка 13, само собой разумеетс , названа лишь приблизительно. Дл  самого изобретени  это не  вл етс  важным. Вместо загрузки пиролизного остатка в биогазовую установку 13, можно направить его в случае необходимости также через трубопровод 74А в известеобжиговую лечь 77.

Точно также пиролизный остаток через трубопровод 74В после высыхани  может загружатьс  в фильтрующее устройство 75 в качестве фильтра из активированного угл . Фильтрующее устройство 75 находитс  при этом между газопромывной установкой и газометром 26. В этом случае активированный уголь, полученный из пиролизного остатка , должен быть, однако, по меньшей мере, достаточносвободным от вредных веществ . Это означает, что дл  этого загрузку ведут парти ми и вместо подвода воды через трубопровод дл  отобранных партий жидкости 73 с загр зненной водой из контура , вводитс  свежа  вода через трубопровод со свежей водой 81 в вод ную ванну.

При необходимости количество воды, отбираемое из вод ного контура, можно также подвергать обработке в установке дл  впрыскивани  озона 76. Озонатор 76 соединен с установкой дл  обработки партий 48, если частичное количество, отобранное из контура через трубопровод дл  отбора частичных количеств 79, перед направлением его через трубопровод дл  частичных количеств жидкости 73 в вод ную ванну, будет подвергнуто соответствующей очитке в озо- наторе 76, то, при необходимости, также при этой разновидности способа пиролиз- ный остаток может быть применен в фильтрующей установке 75 в качестве фильтра из активированного угл .

Функции и действие печи дл  обжига извести 77, в которую загружаетс  пиролиз- ный остаток через трубопровод 74А, в общем известны, поэтому здесь не стоит рассматривать их подробно, При этом пиро- лизный остаток вместе с другими компонентами сжигани  примен етс  в качестве горючего вещества. Само собой разумеетс , не об зательно, чтобы между вод ной ванной 72 и известеобжиговой печью 77 имелс  пр мой трубопровод 74А. Установка по изобретению сконципирована таким образом, что не все агрегаты должны находитьс  в одном месте. Так, например, биогазова  установка 13 и известеобжигова  печь 77 мо- гут сто ть в другом месте, причем транспортировка материалов может осуществл тьс  туда любым способом.

Частичное количество жидкости, которое не может в вод ной ванне 72 полностью проглотитьс  пиролизным остатком, при необходимости перед ее направлением в осветительную установку также может быть направлено через озонатор 76, например, дл  полной обработки озоном.

Само собой разумеетс , не  вл етс  об зательным, чтобы трубопровод дл  частичного количества отбираемой жидкости 73 ответвл лс  от установки дл  нейтрализации воды 47, тем более, что отбор, при необходимости, может осуществл тьс  также в другом месте вод ного контура. То же действительно дл  вмонтировани  установки дл  впрыскивани  озона 76.

Claims (8)

1. Способ получени  горючего газа из мусора путем пиролиза, заключающийс  в том, что мусор подвергают предварительной обработке до содержани  сухого вещества по меньшей мере 75% путем

измельчени , сортировки, образовани  хлопьев, гранул или окатышей размером 1- 50 мм, затем обработанный мусор подают в нагретый дегазационный барабан и подвергают пиролизу с получением швельгаза и твердого остатка, твердый остаток, выгружаемый из барабана, обрабатывают в вод ной ванне, швельгаз подают в преобразователь газа и подвергают разложению с образованием горючего газа, полученный горючий газ подвергают очистке в контуре дл  промывки газа с помощью промывной воды, циркулирующей в контуре, часть промывной воды из контура дл  промывки газа подают в контур очистки воды механическим и химическим путем, другую часть замен ют свежей водой, часть горючего газа из контура промывки газа используют дл  нагрева дегазационного барабана, другую часть через газометр отвод т к газовому двигателю, отличающийс  тем, что, с целью снижени  вредных выбросов в атмосферу, в вод ной ванне твердый остаток пиролиза обрабатывают промывной водой , отводимой из контура очистки промывной воды.

2.Способ по п.1,отличающийс  тем, что сортировку осуществл ют дл  отделени  инертных веществ в количестве, обеспечивающем содержание в твердом остатке пиролиза по меньшей, мере 25 мас.% углерода

3.Способ по пп.1 и 2, отличающийс  тем, что горючий газ перед подачей в газометр подают на фильтрацию, где в качестве фильтрующего материала используют обработанный промывочной водой остаток пиролиза.

4.Способ по одному из пп.1-3, отличающийс  тем, что в контуре очистки промывочной воды осуществл ют дополнительную обработку воды до концентрации цианидов, равной или менее 10 г/м3, и/или фенола менее 40 r/м3 путем озонировани .

5.Способ по одному из пп.1-4, отличающийс  тем, что остаток воды, отводимой со стадии обработки твердого остатка пиролиза, подвергают дополнительному озонированию до достижени  CSB ниже 400 мгОана 1 л.

6.Установка дл  получени  горючего газа из мусора путем пиролиза, включающа  контур предварительной обработки мусора с устройствами дл  измельчени , сортировки , формировани  частиц размером 1-50 мм, дегазационный барабан с трубопроводами дл  подачи мусора и отвода швельгаза и твердого остатка пиролиза, вод ную ванну , подсоединенную к трубопроводу дл  отвода остатков пиролиза из дегазационного

барабана и снабженную трубопроводом дл  отвода обработанных остатков, преобразователь газа дл  получени  горючего газа, который соединен со средством дл  отвода шаельгаза из дегазационного барабана и имеет средство дл  отвода горючего газа, контур дл  промывки горючего газа, который соединен с преобразователем газа, контур очистки промывочной воды с устройством дл  химической обработки воды, от-1 л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью снижени  вредных выбросов в атмосферу, вод на  ванна снабжена дополнительным трубопро0

водом, подсоединенным к устройству дл  химической обработки воды.

7,Установка по п.6, отличающа - с   тем, что она снабжена фильтром, соединенным с контуром промывочной воды дл  горючего газа и с вод ной ванной трубопроводом дл  отвода обработанного остатка пиролиза.

8.Установка по пп.6 и 7, отличаю - щ а   с   тем, что устройство дл  химической обработки промывочной воды снабжено средством дл  озонировани .

5

70.